《Chem,Mater》,一种化学和机械压力诱导的光致发光调谐方法！

近红外（NIR）光谱技术具有无创性和实时监测功能，已广泛应用于食品分析、医学诊断和植物栽培。

来自中国台湾省的科研人员通过结构演化和涉及相变的静水压力，发展了一种化学和机械压力诱导的光致发光调谐方法。合成了一系列Ga_1.98−xAl_xO₃:0.02Cr³⁺荧光粉。结构演变揭示了掺入铝离子后的晶体相变。发光分析表明，宽到尖的发射过程具有较高的内部量子效率值（>90%）。高压研究揭示了交换耦合Cr3+对的发射和高压下的相变。电子顺磁共振表明发射中心微观结构的畸变。最后，利用Ga1.18Al0.8O3:0.02Cr3+和Ga1.18Sc0.8O3:0.02Cr3+磷光体的混合物实现了超宽带磷光体转换发光二极管，其带宽为209 nm，输出功率为119 mW。相关论文以题目为“Chemical and MechanicalPressure-Induced Photoluminescence Tuning via Structural Evolution andHydrostatic Pressure”于2021年发表在Chemistryof Materials期刊上。

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.1c01041?ref=pdf

在将近红外光谱技术与智能手机或其他便携式设备相结合时，具有宽带发射的紧凑型近红外光源是必不可少的，因为传统的近红外光源（如卤素灯）体积庞大且能源效率低下。尽管近红外发光二极管（LED）具有高效率和小尺寸的优点，但其半高宽（FWHM）太窄（<50 nm），无法满足多功能光源的要求。随着蓝色LED芯片的成熟，具有宽带发射的磷光体转换LED（pc LED）最近被提出作为便携式设备中合适且高效的近红外光源。Cr3+离子是一种独特而理想的近红外发光激活剂。根据主晶格的晶体场强度，它可以提供自旋禁带的窄带发射（700nm）或宽带发射（650−1200纳米）。

晶体结构或晶体相变的畸变可能会导致意外的光致发光特性。因此，通过实体调整主体晶格−溶液法可以有效、系统地调节晶体场强度和发光波长。各种掺Cr 3+的近红外荧光粉具有LED应用的宽带发射特性，包括ScBO3:Cr 3+、La3Ga5GeO14:Cr 3+、Mg3Ga2GeO8:Cr 3+。一般来说，Cr3+强烈倾向于占据八面体位置。然而，关于近红外荧光粉中主体晶格的调谐以及化学和机械压力诱导的光致发光特性的研究仍然很少。在本研究中，合成了一系列的Ga1.18Sc0.8O3:0.02Cr3+荧光粉，并对其独特的结构和发光性能进行了表征。制作了一个LED封装，以验证其在NIR-LED应用中的高潜力。